JPH01152806A - Capacitive coupling circuit - Google Patents

Capacitive coupling circuit

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JPH01152806A
JPH01152806A JP62311759A JP31175987A JPH01152806A JP H01152806 A JPH01152806 A JP H01152806A JP 62311759 A JP62311759 A JP 62311759A JP 31175987 A JP31175987 A JP 31175987A JP H01152806 A JPH01152806 A JP H01152806A
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JP
Japan
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current
output terminal
voltage
input
output
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Application number
JP62311759A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Koike
幸生 小池
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To quickly correct the error and to decrease the error occurrence period by supplying a current canceling the electric charge by the error due to a current flowing from a rectifier element to an output terminal when the amplitude of an input signal is restored to a normal value after an input signal exceeds a normal level and the rectifier element is conducted. CONSTITUTION:The circuit is provided with a capacitive element 4 coupling capacitively both terminals 1, 2 and connected between them and with a voltage supply means adding a DC component to the output terminal 2 and connected thereto, and when an input signal with a large amplitude exceeding a normal level is inputted, the rectifier element 5 is conductive and an integration device 22 detects a current flowing to the rectifier element 5 and integrates it. The charge flowing to the rectifier element 5 is grasped from the integration value of the integration device 22. When the input signal is decreased to a normal level or below, a constant current source 11 and a switch element 16 being a current supply means give a current decided based on the integration value to the output terminal 2. Thus, the rectifier element 5 is conductive and the current corresponding to the charge flowing from the rectifier element 5 to the voltage source is injected to eliminate an error caused in the DC voltage difference between the input and output terminals in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分骨コ 本発明は容量結合回路に関し、特に、集積回路化に好適
の容量結合回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Applications] The present invention relates to a capacitive coupling circuit, and particularly to a capacitive coupling circuit suitable for integration into an integrated circuit.

[従来の技術] 電気信号を機器の間で送受する場合には、機器同士の直
流レベルに差があることが多く、この直流レベル差を取
り除くために、容量結合による手法が従来より採用され
ている。第4図は集積回路(以下、ICという)化され
たこの種の従来の容量結合回路を示す回路図である。
[Prior Art] When transmitting and receiving electrical signals between devices, there is often a difference in DC level between the devices, and in order to remove this DC level difference, capacitive coupling has traditionally been used. There is. FIG. 4 is a circuit diagram showing this type of conventional capacitive coupling circuit which is integrated circuit (hereinafter referred to as IC).

入力端子1と出力端子2との間に容量性素子4が接続さ
れている。出力端子2と電源端子3との間には整流素子
5が接続されており、整流素子5のアノードは出力端子
2に、カソードは電源端子3に接続されているや出力端
子2には抵抗性素子6及び定電圧源7により構成される
電圧供給手段21も接続されており、定電圧VREFが
印加されている。なお、電源端子3には■DDの電源電
圧が印加される。
A capacitive element 4 is connected between the input terminal 1 and the output terminal 2. A rectifying element 5 is connected between the output terminal 2 and the power terminal 3, and the anode of the rectifying element 5 is connected to the output terminal 2, and the cathode is connected to the power terminal 3. A voltage supply means 21 constituted by the element 6 and a constant voltage source 7 is also connected, and a constant voltage VREF is applied thereto. Note that a power supply voltage of DD is applied to the power supply terminal 3.

一般に、容量性素子4もIC化すると、ICの面積が極
めて大きくなることが多いので、容量性素子4は外付け
されて構成され、他の素子がIC化される。つまり、第
4図において、破線35にて囲む素子がIC上に形成さ
れる。
Generally, when the capacitive element 4 is also integrated, the area of the IC often becomes extremely large, so the capacitive element 4 is configured externally, and the other elements are integrated. That is, the elements surrounded by the broken line 35 in FIG. 4 are formed on the IC.

出力端子2から出力される電気信号はICの内部に形成
された他の回路に供給される。IC内の各回路がMOS
FETにより構成されている場合は、出力端子2には通
常MO3FETのゲートが接続されることが多い。この
場合には、MOSFETを静電破壊から保護するために
、出力端子2において静電気に対する何らかの対策をと
る必要がある。
The electrical signal output from the output terminal 2 is supplied to other circuits formed inside the IC. Each circuit in the IC is a MOS
In the case of an FET, the output terminal 2 is often connected to the gate of an MO3FET. In this case, in order to protect the MOSFET from electrostatic damage, it is necessary to take some measures against static electricity at the output terminal 2.

第4図に示す回路においては、整流素子5により、MO
SFETの静電破壊が防止されている。
In the circuit shown in FIG. 4, the rectifying element 5 allows MO
Electrostatic damage to SFET is prevented.

即ち、出力端子2に電源端子3の電圧VDDと整流素子
5の順方向電圧VFとの和の電圧(以下、基準電圧とい
う) V on + V pよりも高い電圧が印加され
た場合には、整流素子5が順方向に導通するので、出力
端子2に印加される電圧は前記基準電圧V on + 
V p以下に制限される。これにより、出力端子2に接
続された回路素子(MOSFET)は静電破壊から保護
される。
That is, when a voltage higher than the sum of the voltage VDD of the power supply terminal 3 and the forward voltage VF of the rectifying element 5 (hereinafter referred to as reference voltage) V on + V p is applied to the output terminal 2, Since the rectifying element 5 conducts in the forward direction, the voltage applied to the output terminal 2 is equal to the reference voltage V on +
Limited to V p or less. Thereby, the circuit element (MOSFET) connected to the output terminal 2 is protected from electrostatic damage.

出力端子2には直流の定電圧V REFが電圧供給手段
21から与えられる。そして、下記式に基いて決まる周
波数foが、入力端子1に入力される入力信号の交流成
分の周波数に比して十分低くなるように容量C4及び抵
抗R6を選定する。
A DC constant voltage V REF is applied to the output terminal 2 from the voltage supply means 21 . Then, the capacitor C4 and the resistor R6 are selected so that the frequency fo determined based on the following formula is sufficiently lower than the frequency of the AC component of the input signal input to the input terminal 1.

fo =1/ (2πxc4XR6) 但し、C4;容量性素子4の容量 R6;抵抗性素子6の抵抗 そうすると、入力端子1に印加された電気信号のうち直
流成分は容量性素子4により除去され、交流成分のみが
出力端子2に伝達される。
fo = 1/ (2πxc4XR6) However, C4: Capacitance R6 of capacitive element 4; Resistance of resistive element 6 Then, the DC component of the electrical signal applied to input terminal 1 is removed by capacitive element 4, and the AC Only the component is transmitted to the output terminal 2.

第5図は第4図に示す回路の入出力特性の例を示すグラ
フ図である。第5図に示す曲線Aは入力端子1に入力さ
れる入力信号の波形であり、その直流レベルVRIに交
流信号成分が載っている。曲線Bは出力端子2から出力
される出力信号の波形であり、定電圧VIPを直流レベ
ルとし、その上に交流信号成分が載っている。このよう
に、入力端子1に入力された入力信号の直流レベルがV
FIIからVREFに変換されて出力端子2から出力さ
れる。
FIG. 5 is a graph diagram showing an example of input/output characteristics of the circuit shown in FIG. 4. A curve A shown in FIG. 5 is the waveform of the input signal input to the input terminal 1, and an AC signal component is placed on the DC level VRI. Curve B is the waveform of the output signal output from the output terminal 2, with the constant voltage VIP being the DC level, and the AC signal component being placed above it. In this way, the DC level of the input signal input to input terminal 1 is V
FII is converted to VREF and output from output terminal 2.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、上述した従来の容量結合回路は、静電破壊対
策として整流素子5を有しているので、入力信号の交流
成分の振幅が(VDD+VF ) −V R,、を超え
ると、整流素子5に順方向電流が流れ、出力端子2の電
圧が制限される。この場合に、整流素子5を介して流出
する電流により、それまで容量性素子4により除去され
ていた入出力端子間の直流電圧差(VRI  VREF
 )に誤差が発生する。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, since the above-described conventional capacitive coupling circuit has the rectifying element 5 as a countermeasure against electrostatic damage, the amplitude of the AC component of the input signal is (VDD+VF) -V R , , a forward current flows through the rectifying element 5 and the voltage at the output terminal 2 is limited. In this case, the current flowing out through the rectifying element 5 causes the DC voltage difference between the input and output terminals (VRI VREF
) an error occurs.

第5図に実線にて示す曲線Bの後半部はこの様子を示し
ており、破線曲線Cにて示す誤差がない場合の特性より
も低レベル側に偏移している。この誤差は出力端子2に
直流成分として出力され、時定数(C4XR6)に比例
した時間で減少する。
The latter half of the curve B shown by the solid line in FIG. 5 shows this situation, and is shifted to a lower level side than the characteristic shown by the broken curve C when there is no error. This error is output as a DC component to the output terminal 2, and decreases in time proportional to the time constant (C4XR6).

しかしながら、前述したように、通常、foは入力信号
の交流成分の周波数に対して十分低く選定されるので、
この時定数(C4XR6)は入力の変化に比してかなり
大きな値となり、相当長時間誤差か残ってしまうという
問題点がある。
However, as mentioned above, fo is usually selected to be sufficiently low relative to the frequency of the AC component of the input signal, so
This time constant (C4XR6) has a considerably large value compared to the change in input, and there is a problem that an error remains for a considerable period of time.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
入力信号の大振幅により入出力端子間の直流電圧差に発
生する誤差を入力信号の振幅が正常値に復帰した後短時
間に除去することができる容量結合回路を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
It is an object of the present invention to provide a capacitive coupling circuit that can eliminate errors occurring in a DC voltage difference between input and output terminals due to a large amplitude of an input signal in a short time after the amplitude of the input signal returns to a normal value.

[問題点を解決するための手段] 本発明に係る容量結合回路は、入力端子と出力端子との
間に接続されて両者を容量結合する容量性素子と、前記
出力端子に接続され出力端子に直流成分を付加する電圧
供給手段と、前記出力端子と電圧源との間に接続された
整流素子と、前記入力端子からの入力信号が正常レベル
を超えて前記整流素子が導通した場合にその整流素子を
流れる電流を検出して積分する積分手段と、前記入力信
号が正常レベル以下に低下した場合に前記積分手段の積
分値に基き定まる電流を前記出力端子に注入する電流供
給手段と、を有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A capacitive coupling circuit according to the present invention includes a capacitive element connected between an input terminal and an output terminal to capacitively couple the two, and a capacitive element connected to the output terminal and connected to the output terminal. a voltage supply means for adding a DC component; a rectifier connected between the output terminal and the voltage source; and a rectifier that rectifies the rectifier when the input signal from the input terminal exceeds a normal level and the rectifier becomes conductive. It has an integrating means for detecting and integrating the current flowing through the element, and a current supplying means for injecting a current determined based on the integrated value of the integrating means into the output terminal when the input signal falls below a normal level. It is characterized by

[作用] 本発明においては、正常レベルを超える大振幅の入力信
号が入力されると、整流素子が導通状態となり、積分手
段はこの整流素子を流れる電流を検出して積分する。こ
の積分手段の積分値から整流素子に流れた電荷量が把握
される。
[Operation] In the present invention, when an input signal with a large amplitude exceeding a normal level is input, the rectifying element becomes conductive, and the integrating means detects and integrates the current flowing through the rectifying element. The amount of charge flowing into the rectifying element can be determined from the integral value of this integrating means.

次に、入力信号が正常レベル以下に低下すると、電流供
給手段は前記積分値に基いて定まる電流を前記出力端子
に注入する。これにより、整流素子が導通状態となって
整流素子から電圧源に流出した電荷量分に相当する電流
が注入されて入出力端子間の直流電圧差に発生した誤差
を短時間に除去することができる。
Next, when the input signal falls below a normal level, the current supply means injects a current determined based on the integral value into the output terminal. As a result, the rectifying element becomes conductive, and a current corresponding to the amount of charge flowing from the rectifying element to the voltage source is injected, making it possible to eliminate errors occurring in the DC voltage difference between the input and output terminals in a short time. can.

[実施例] 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説
明する。・第1図は本発明の実施例に係る容量結合回路
を示す回路図である。入力端子1と出力端子2との間に
容量性素子4が接続されており、入力端子1と出力端子
2とは容量結合されている。出力端子2には電圧供給手
段21を構成する抵抗性素子6及び定電圧源7の直列接
続体が接続されており、この電圧供給手段21により出
力端子2には定電圧■■Fが印加される。電源端子3に
はVDDの電源電圧が印加される。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. - FIG. 1 is a circuit diagram showing a capacitive coupling circuit according to an embodiment of the present invention. A capacitive element 4 is connected between the input terminal 1 and the output terminal 2, and the input terminal 1 and the output terminal 2 are capacitively coupled. A series connection of a resistive element 6 and a constant voltage source 7 constituting a voltage supply means 21 is connected to the output terminal 2, and a constant voltage F is applied to the output terminal 2 by this voltage supply means 21. Ru. A power supply voltage of VDD is applied to the power supply terminal 3.

電源端子3と出力端子2との間には、整流素子5及び抵
抗値がR8の抵抗性素子8が直列接続されており、整流
素子5のアノードは抵抗性素子8に、カソードは電源端
子3に接続されている。抵抗性素子8の両端は夫々電圧
電流変換器10の非反転端子及び反転端子に接続されて
いると共に、夫々比較器9の反転端子及び非反転端子に
接続されている。
A rectifying element 5 and a resistive element 8 having a resistance value of R8 are connected in series between the power supply terminal 3 and the output terminal 2. The anode of the rectifying element 5 is connected to the resistive element 8, and the cathode is connected to the power supply terminal 3. It is connected to the. Both ends of the resistive element 8 are connected to a non-inverting terminal and an inverting terminal of a voltage-current converter 10, respectively, and are also connected to an inverting terminal and a non-inverting terminal of a comparator 9, respectively.

電圧電流変換器10の相互コンダクタンスはgmであり
、出力端はスイッチ18を介して増幅器13の入力端に
接続されていると共に、比較器1つの非反転入力端子に
も接続されている。
The mutual conductance of the voltage-current converter 10 is gm, and the output terminal is connected to the input terminal of the amplifier 13 via the switch 18, and is also connected to the non-inverting input terminal of one comparator.

増幅器13の入力端と出力端との間には容量性素子14
及びリセット用スイッチ素子15か並列に接続されてい
る。この増幅器13、容量性索子14及びスイッチ素子
15により積分器22が構成される。積分器22の出力
信号は比較器1つの反転入力端子に入力される。
A capacitive element 14 is connected between the input end and the output end of the amplifier 13.
and the reset switch element 15 are connected in parallel. The amplifier 13, the capacitive element 14, and the switch element 15 constitute an integrator 22. The output signal of the integrator 22 is input to the inverting input terminal of one comparator.

比較器19の出力端は制御回路20に接続されている。The output terminal of comparator 19 is connected to control circuit 20 .

また、制御回路20には比較器9の出力端も接続されて
おり、制御回路20は比較器9゜19の出力信号を基に
、スイッチ素子16乃至18にその開閉を制御する制御
信号を出力する。
The output terminal of the comparator 9 is also connected to the control circuit 20, and the control circuit 20 outputs a control signal to control the opening and closing of the switch elements 16 to 18 based on the output signal of the comparator 9.19. do.

定電流源11はスイッチ素子16を介して抵抗性素子8
と整流素子5との接続点に接続されており、定電流源1
2はスイッチ素子17を介して積分器22とスイッチ素
子18との接続点に接続されている。定電流源11.1
2が発生する電流は夫々111+112であり、その電
流値の比11、:工、□は下記式により与えられるよう
に一定である。
Constant current source 11 connects resistive element 8 via switch element 16.
and the rectifying element 5, and the constant current source 1
2 is connected to the connection point between the integrator 22 and the switch element 18 via the switch element 17. Constant current source 11.1
The currents generated by 2 are 111+112, respectively, and the ratio of the current values 11, : , □ is constant as given by the following equation.

Ill: 112=1 :  (Ra Xg−)一般に
、容量性素子4もIC化すると、極めて大きな面積を必
要とすることが多いので、容量性索子4は外付けされて
構成され、他の素子がIC化される。なお、第1図にお
いては、破線23内の素子がIC上に形成された素子で
ある。
Ill: 112=1: (Ra is converted into an IC. In FIG. 1, the elements within the broken line 23 are elements formed on the IC.

第2図は電圧電流変換器10をMOSICにより構成し
た例を示す回路図である。電圧電流変換器10の非反転
入力端子24は抵抗性素子27を介してデプレション型
PチャネルMOSFET30のゲートに接続され、反転
入力端子25は抵抗性素子26を介してデプレション型
PチャネルMO3FET31のゲートに接続されている
。MO8FET30.31のゲートと夫々抵抗性素子2
7.26との接続点は夫々整流素子28.29を介して
電源端子3に接続されており、MO3FET30.31
のドレイン又はソースには電源端子3から電源電圧VD
oが供給される(第1図においては、図示省略)。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example in which the voltage-current converter 10 is constructed using MOSIC. The non-inverting input terminal 24 of the voltage-current converter 10 is connected to the gate of a depletion type P-channel MOSFET 30 via a resistive element 27, and the inverting input terminal 25 is connected to the gate of a depletion-type P-channel MOSFET 31 via a resistive element 26. connected to the gate. MO8FET30.31 gate and each resistive element 2
The connection points with 7.26 are connected to the power supply terminal 3 via rectifying elements 28.29, respectively, and MO3FET30.31
The drain or source of is connected to the power supply voltage VD from the power supply terminal 3.
o is supplied (not shown in FIG. 1).

MO3FET30.31のソース又はトレインと接地と
の間には夫々Nチャネル型MO3FET32.33が接
続されており、MO3FET32のドレインはMO3F
ET32.33のゲートに共通接続されている。MO3
FET31とMO8FET33との間の接続点には出力
端子34が接続されている。入力端子24.25は第1
図に示す抵抗性素子8の両端に接続されており、出力端
子34はスイッチ素子18に接続されていて、抵抗性素
子8の両端の電圧差のg1倍の電流が出力端子34から
出力される。
N-channel type MO3FETs 32 and 33 are connected between the source or train of MO3FET 30 and the ground, respectively, and the drain of MO3FET 32 is connected to the MO3F
Commonly connected to the gates of ET32 and 33. MO3
An output terminal 34 is connected to the connection point between the FET 31 and the MO8FET 33. Input terminals 24 and 25 are the first
It is connected to both ends of the resistive element 8 shown in the figure, the output terminal 34 is connected to the switch element 18, and a current g1 times the voltage difference between both ends of the resistive element 8 is output from the output terminal 34. .

MOSFET30.31はデプレション型であるので、
電源端子3の電源電圧VDDよりも入力端子24.25
の電圧が高い場合においても動作可能である。整流素子
28.29はMOSFET30.31のゲートを保護す
るために接続されており、これにより、MOSFET3
0.31のゲート電圧は夫々電源端子3の電源電圧■D
Dと整流素子28.29の順方向電圧の和の電圧以下に
抑制される。そして、この整流素子28.29の順方向
電圧を整流素子5(第1図参照)の順方向電圧VFより
も大きくなるように設定することにより、整流素子5に
順“方向電流が流れる場合にも、整流素子28.29に
は電流が流れず、入力端子24.25に入力された電圧
を正確に電流に変換して出力端子34から出力すること
ができる。なお、整流素子5をショットキーダイオード
により構成し、整流素子28.29をPN接合ダイオー
ドにより構成することにより、このような組合せを容易
に得ることができる。
MOSFET30.31 is depletion type, so
input terminal 24.25 than the power supply voltage VDD of power supply terminal 3
It is possible to operate even when the voltage is high. Rectifying elements 28, 29 are connected to protect the gates of MOSFET 30, 31, and thereby MOSFET 3
The gate voltage of 0.31 is the power supply voltage of power supply terminal 3 ■D
The voltage is suppressed to a voltage equal to or less than the sum of the forward voltages of D and the rectifying elements 28 and 29. By setting the forward voltage of the rectifying elements 28 and 29 to be larger than the forward voltage VF of the rectifying element 5 (see FIG. 1), when a forward current flows through the rectifying element 5, Also, no current flows through the rectifying elements 28 and 29, and the voltage input to the input terminals 24 and 25 can be accurately converted into current and output from the output terminal 34. Note that the rectifying element 5 is a Schottky Such a combination can be easily obtained by configuring the rectifying elements 28 and 29 using PN junction diodes.

また、第1図に示す比較器9においても、電圧電流変換
器10と類似の入力構成をとることにより、整流素子5
が順方向に導通する場合においても動作を可能にするこ
とができる。積分器22のスイッチ素子15は本回路に
初期条件を与える期間(例えば、ICの電源投入直後)
のみ、オンとなって、積分器22の初期値■!を設定す
る。初期値設定後、スイッチ素子15はオフとなり、積
分器22は積分動作を開始する。
Also, in the comparator 9 shown in FIG. 1, the rectifying element 5 is
Operation can be made possible even when conduction occurs in the forward direction. The switch element 15 of the integrator 22 is activated during the period when the initial conditions are given to the circuit (for example, immediately after the IC is powered on).
Only, it turns on and the initial value of the integrator 22 ■! Set. After setting the initial value, the switch element 15 is turned off and the integrator 22 starts integrating.

次に、このように構成された容量結合回路の動作につい
て第3図(a>乃至(g)のタイムチャート図を参照し
て説明する。第3図(a)の線りは抵抗性素子8を流れ
る電流の変化、第3図(b)の線Eは抵抗性素子8に発
生する電圧降下を示しており、この線り、Eはいずれも
出力端子2側から電流が流れる場合を正としている。第
3図(C)の線Fは比較器9の出力、第3図(d)の線
Gは積分器22の出力波形、第3図(e)の線Hは比較
器1つの出力を示す。そして、第3図(f)の線■はス
イッチ素子18に対する制御信号、第3図(g)の線J
はスイッチ素子16.17に対する制御信号を示してい
る。この線I、Jにて示す制御信号は比較器9,19の
出力に基いて制御回路20から出力される。
Next, the operation of the capacitive coupling circuit configured in this way will be explained with reference to the time charts shown in FIGS. The line E in Figure 3(b) shows the voltage drop that occurs in the resistive element 8, and the line E is positive when the current flows from the output terminal 2 side. The line F in Fig. 3(C) is the output of the comparator 9, the line G in Fig. 3(d) is the output waveform of the integrator 22, and the line H in Fig. 3(e) is the output of one comparator. 3(f) is the control signal for the switch element 18, and the line J in FIG. 3(g) is the control signal for the switch element 18.
indicates control signals for switch elements 16 and 17. Control signals shown by lines I and J are output from the control circuit 20 based on the outputs of the comparators 9 and 19.

いま、第3図の期間■において、入力端子1に印加され
た信号のレベルが上昇して、出力端子2の電位が電源端
子3の電源電圧VDDと整流素子5の順方向電圧V、と
の和として与えられる基準電圧V DD+ V pを超
えようとすると、整流素子5が導通して抵抗性素子8に
電流が流れる[第3図(a)]ので、出力端子2の電位
はそれ以上上昇しない。この場合に、整流素子5に流れ
る電流は、電流検出用の抵抗性素子8を経由するので、
抵抗性素子8にはその電流により第3図(b)に示す電
圧降下が発生する。この電圧降下は比較器9により検出
され、比較器9の出力は、第3図(C)に示すように、
ローレベルからハイレベルに変化する。この比較器9の
出力の変化を入力した制御回路20はスイッチ素子18
をオンにする。
Now, during the period ■ in FIG. When the reference voltage given as the sum V DD + V p is exceeded, the rectifying element 5 becomes conductive and current flows through the resistive element 8 [Figure 3 (a)], so the potential of the output terminal 2 does not rise any further. do not. In this case, the current flowing through the rectifying element 5 passes through the resistive element 8 for current detection, so
The current causes a voltage drop in the resistive element 8 as shown in FIG. 3(b). This voltage drop is detected by the comparator 9, and the output of the comparator 9 is as shown in FIG. 3(C).
Changes from low level to high level. The control circuit 20 that receives the change in the output of the comparator 9 is connected to the switch element 18.
Turn on.

一方、抵抗性素子8の両端の電位は電圧電流変換器10
にも入力されており、この電圧電流変換器10からは、
抵抗性素子8に発生した電圧降下のgm倍の電流が出力
される。従って、スイッチ素子18がオンになると、抵
抗性素子8に発生した電圧降下のg1倍の電流が積分器
22に入力されて積分される。積分器22の出力は入力
される電流に比例して増加するから、この積分器22の
出力波形を示す第3図(d)の期間Iの部分は整流素子
5から電源端子3に流出する電流値の総和を示すことに
なる。
On the other hand, the potential across the resistive element 8 is determined by the voltage-current converter 10.
is also input, and from this voltage-current converter 10,
A current gm times the voltage drop generated in the resistive element 8 is output. Therefore, when the switch element 18 is turned on, a current g1 times the voltage drop generated in the resistive element 8 is input to the integrator 22 and integrated. Since the output of the integrator 22 increases in proportion to the input current, the period I portion in FIG. It shows the sum of the values.

一方、比較器19は積分器22の出力レベルと積分器2
2の入力レベルとを比較しており、積分器22の積分動
作が開始されると、両者に差が発生するので、比較器1
9の出力はローレベルからハイレベルに変化する[第3
図(e)]。比較器19の出力信号は制御回路20に入
力されており、比較器1つからハイレベルの信号が出力
されることにより、整流素子5の流出電流による誤差の
発生が制御回路20に伝達される。
On the other hand, the comparator 19 compares the output level of the integrator 22 with the output level of the integrator 22.
The input level of comparator 1 is compared with the input level of comparator 1.
The output of 9 changes from low level to high level [3rd
Figure (e)]. The output signal of the comparator 19 is input to the control circuit 20, and by outputting a high-level signal from one of the comparators, the occurrence of an error due to the outflow current of the rectifying element 5 is transmitted to the control circuit 20. .

次に、入力端子1に印加される信号のレベルが小さくな
り、整流素子5が非導通となった場合には、各信号レベ
ルは第3図における期間■に入り、抵抗性素子8に流れ
る電流は負の−Illになる[第3図(a)]。この結
果、抵抗性素子8に発生する電圧降下は負の一111×
R8になる[第3図(b)]ので、比較器9の出力はハ
イレベルからローレベルに変化する[第3図(C)]。
Next, when the level of the signal applied to the input terminal 1 becomes small and the rectifying element 5 becomes non-conductive, each signal level enters the period ■ in FIG. 3, and the current flowing through the resistive element 8 becomes negative -Ill [Figure 3(a)]. As a result, the voltage drop occurring across the resistive element 8 is negative -111×
R8 [FIG. 3(b)], so the output of the comparator 9 changes from high level to low level [FIG. 3(C)].

制御回路20はこの比較器9の出力信号を入力すると、
第3図(f)に示すように、制御信号をローレベルにし
てスイッチ素子18をオフにする。これにより、積分器
22には電圧電流変換器10の出力が入力されず、積分
器22は電圧電流変換器10の出力電流の積分・を中止
する。また、比較器19の出力はハイレベルであるので
[第3図(e)]、制御回路20は誤差が発生している
と判断してスイッチ素子18をオフにすると同時に、第
3図(g)に示す制御信号によりスイッチ素子16,1
7をオンにする。これにより、定電流源11から補正電
流IIIが出力端子2側に注入され、定電流源12から
は電流112が積分器22に流入する。
When the control circuit 20 receives the output signal of the comparator 9,
As shown in FIG. 3(f), the control signal is set to low level to turn off the switch element 18. As a result, the output of the voltage-current converter 10 is not input to the integrator 22, and the integrator 22 stops integrating the output current of the voltage-current converter 10. Furthermore, since the output of the comparator 19 is at a high level [Fig. 3(e)], the control circuit 20 determines that an error has occurred and turns off the switch element 18, and at the same time, as shown in Fig. 3(g). ) The switch elements 16, 1 are activated by the control signal shown in
Turn on 7. As a result, a correction current III is injected from the constant current source 11 to the output terminal 2 side, and a current 112 flows from the constant current source 12 to the integrator 22.

積分器22はこの電流I 12を積分する。第3図(d
)の期間■はこの電流112が流入しているときの積分
器22の出力の変化を示している。
Integrator 22 integrates this current I12. Figure 3 (d
) indicates a change in the output of the integrator 22 when this current 112 is flowing.

次いで、積分器22の出力か上昇してV、に達すると、
比較器19の出力は、第3図(e)に示すように、ハイ
レベルからローレベルに変化する。
Then, when the output of the integrator 22 rises and reaches V,
The output of the comparator 19 changes from high level to low level, as shown in FIG. 3(e).

制御回路20に比較器19のローレベルが入力されると
、制御回路20はスイッチ素子16.17をオフにする
。これにより、出力端子2への補正電流Illの供給及
び積分器22への電流11□の供給は停止される。これ
により、抵抗性素子8に流れる電流及び抵抗性素子8の
電圧降下はいずれもOになる。
When the low level of the comparator 19 is input to the control circuit 20, the control circuit 20 turns off the switch elements 16 and 17. As a result, the supply of the correction current Ill to the output terminal 2 and the supply of the current 11□ to the integrator 22 are stopped. As a result, both the current flowing through the resistive element 8 and the voltage drop across the resistive element 8 become O.

ところで、期間Iにおいては、整流素子5に流れた電流
の(R8Xg−)倍の電流が積分器22により積分され
ている。そして、期間■において定電流源11.12か
ら夫々流出される電流111゜112の電流比Ill、
If□は下記式にて示す直に設定されている。
By the way, in period I, the integrator 22 integrates a current that is (R8Xg-) times the current flowing through the rectifying element 5. Then, the current ratio Ill of the currents 111 and 112 respectively flowing out from the constant current sources 11 and 12 during the period ■,
If□ is directly set as shown in the following formula.

III: 112=1 :  (Ra Xgffl)従
って、補正電流Illは、積分器22に積分さ′ れる
電流112の1 / (Rs X g ra )倍とな
っているので、電流112を積分する積分器22の出力
が積分器22の初期値V1になった時点で補正電流Il
lの注入を停止することにより、整流素子5を介して流
出した電荷量に相当する電流が出力端子2に注入された
ことになる。これにより、入出力端子間の直流電圧差に
発生する誤差を早期に除去することができる。
III: 112=1: (Ra Xgffl) Therefore, since the correction current Ill is 1/(Rs 22 reaches the initial value V1 of the integrator 22, the correction current Il
By stopping the injection of l, a current corresponding to the amount of charge flowing out through the rectifying element 5 is injected into the output terminal 2. Thereby, errors occurring in the DC voltage difference between the input and output terminals can be quickly removed.

なお、整流素子5が導通するような大振幅の入力信号が
入力端子1に入力されない場合には、第4図に示す従来
例と同様に、入力信号はその交流成分のみが取出され、
電圧供給手段21により決定される直流レベルが付与さ
れて出力される。
Note that when an input signal with a large amplitude that causes the rectifying element 5 to conduct is not input to the input terminal 1, only the alternating current component of the input signal is extracted, as in the conventional example shown in FIG.
A DC level determined by the voltage supply means 21 is applied and output.

また、第1図に示す回路においては、電圧供給手段21
は定電圧源7と抵抗性素子6とにより構成されているが
、抵抗性素子6をスイッチ素子に置き換えることにより
、電圧の設定時間を短くすることができると共に、保持
時間を長くすることができる。
Further, in the circuit shown in FIG. 1, the voltage supply means 21
is composed of a constant voltage source 7 and a resistive element 6, but by replacing the resistive element 6 with a switch element, the voltage setting time can be shortened and the holding time can be lengthened. .

更に、第1図に示す実施例においては、入力電圧が高く
なる場合について示したが、整流素子5及び電流源1.
1”、 12等の極性を逆にすれば、入力電圧が低い場
合についても同様に実施することができ、また、入力電
圧が高い場合と低い場合の両方について同時に実施する
ことも考えられる。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 1, the case where the input voltage increases is shown, but the rectifying element 5 and the current source 1.
If the polarities of 1", 12, etc. are reversed, the same operation can be carried out even when the input voltage is low, and it is also possible to carry out the operation simultaneously when the input voltage is high and low.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、入力信号が正常
レベルを超えて整流素子が導通した場合に、積分手段が
整流素子に流れる電流を検出して積分し、入力信号の振
幅が正常な値に戻った後に電流供給手段が積分手段の積
分値に基いて定まる電流を出力端子に注入するから、整
流素子から流出した電流による誤差分の電荷を相殺する
電流が出力端子に供給され、この誤差を極めて迅速に補
正し、その誤差発生期間を短縮することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, when the input signal exceeds the normal level and the rectifying element becomes conductive, the integrating means detects and integrates the current flowing through the rectifying element, and the input signal After the amplitude of has returned to its normal value, the current supply means injects a current determined based on the integral value of the integrating means into the output terminal, so that the current that cancels out the error charge due to the current flowing out from the rectifier is applied to the output terminal. This error can be corrected very quickly and the period during which the error occurs can be shortened.

容量結合回路を集積回路化する場合には静電破壊防止用
の整流素子を必要とすることが多いから、この整流素子
に起因する誤差が迅速に解消される本発明は容量結合回
路の集積回路化に極めて有用である。
When a capacitively coupled circuit is integrated into an integrated circuit, a rectifying element is often required to prevent electrostatic damage. Therefore, the present invention provides an integrated circuit of a capacitively coupled circuit, which quickly eliminates errors caused by this rectifying element. It is extremely useful for

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第111Jは本発明の実施例に係る容量結合回路をする
ためのタイムチャート図、第4図は従来の容量結合回路
を示す回路図、第5図は従来の容量結合回路の動作を説
明するためのグラフ図である。 1.24,25;入力端子、2,34:出力端子、3;
電源端子、4,14.容量性素子、5゜28.29;整
流素子、6,8,26,27;抵抗性素子、7;定電圧
源、9,19;比較器、10:電圧電流変換器、11.
.12.定電流源、13;増幅器、15;リセット用ス
イッチ素子、16〜18;スイッチ素子、20;制御回
路、21;電圧供給手段、22;積分器、2B、35;
IC領域を示す破線、30,31.デプレション型Pチ
ャネルMO3FET、32.33;Nチャネル型MO3
FET 第2図 枦 第4図
111J is a time chart diagram for implementing the capacitive coupling circuit according to the embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional capacitive coupling circuit, and FIG. 5 is for explaining the operation of the conventional capacitive coupling circuit. FIG. 1.24, 25; input terminal, 2, 34: output terminal, 3;
Power terminal, 4, 14. Capacitive element, 5°28.29; Rectifying element, 6, 8, 26, 27; Resistive element, 7; Constant voltage source, 9, 19; Comparator, 10: Voltage-current converter, 11.
.. 12. Constant current source, 13; Amplifier, 15; Resetting switch element, 16 to 18; Switch element, 20; Control circuit, 21; Voltage supply means, 22; Integrator, 2B, 35;
Broken lines indicating the IC area, 30, 31. Depletion type P channel MO3FET, 32.33; N channel type MO3
FET Figure 2 and Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  入力端子と出力端子との間に接続されて両者を容量結
合する容量性素子と、前記出力端子に接続され出力端子
に直流成分を付加する電圧供給手段と、前記出力端子と
電圧源との間に接続された整流素子と、前記入力端子か
らの入力信号が正常レベルを超えて前記整流素子が導通
した場合にその整流素子を流れる電流を検出して積分す
る積分手段と、前記入力信号が正常レベル以下に低下し
た場合に前記積分手段の積分値に基き定まる電流を前記
出力端子に注入する電流供給手段と、を有することを特
徴とする容量結合回路。
A capacitive element connected between the input terminal and the output terminal to capacitively couple the two, a voltage supply means connected to the output terminal and adding a DC component to the output terminal, and between the output terminal and the voltage source. a rectifying element connected to the input terminal, an integrating means for detecting and integrating a current flowing through the rectifying element when the input signal from the input terminal exceeds a normal level and the rectifying element becomes conductive; A capacitive coupling circuit comprising: current supply means for injecting a current determined based on the integrated value of the integrating means into the output terminal when the voltage decreases below the level.
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